Документ 4066701

1
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московский физико-технический институт (государственный университет)»
МФТИ(ГУ)
Кафедра «Физика высоких плотностей энергии»
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе
Ю.Н. Волков
2012 г.
.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине: Физическая газодинамика нестационарных воздействий
по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
профиль подготовки:
факультеты: ФПФЭ
кафедра Физика высоких плотностей энергии
курс: 4 (бакалавриат)
семестры: осенний и весенний
диф. зачет 7 семестр
экзамен 8 семестр
Трудоёмкость в зач. ед.: вариативная часть – 3 зач. ед.;
в т.ч.:
лекции: вариативная часть – 66 час.,
практические (семинарские) занятия: нет
лабораторные занятия: нет
мастер классы, индивид. и групповые консультации: нет
самостоятельная работа: вариативная часть – 34 час.
курсовые работы: нет
подготовка к экзамену: вариативная часть – 1 зач. ед.
ВСЕГО АУДИТОРНЫХ ЧАСОВ 100
Программу составил профессор, д.ф.-м.н., Иванов М.Ф.
Программа обсуждена на заседании кафедры
«____» _______________2012 г.
Заведующий кафедрой
член.-корр РАН, д.ф.-м.н., профессор Петров О.Ф.
2
ОБЪЁМ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ И ВИДЫ ОТЧЁТНОСТИ.
Вариативная часть, в т.ч. :
__3___ зач. ед.
Лекции
__66___ часов
Практические занятия
__нет___ часов
Лабораторные работы
__ нет ___ часов
Индивидуальные занятия с преподавателем
__нет___
Самостоятельные занятия
Итоговая аттестация
ВСЕГО
часов
__34__ часов
Диф.зачет 7 семестр,
экзамен 8 семестр-1 зач.ед.
4 зач. ед. 100 час
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
Цель курса – Целью курса является изучение физических основ газовой динамики сред
вызванной нестационарными воздействиями.




Задачами данного курса являются:
освоение студентами базовых знаний в области физической газодинаики;
приобретение теоретических знаний в области неустойчивости и турбулентности
газообразных сред, горения, детонации, высокотемпературной газодинамики;
оказание консультаций и помощи студентам в проведении собственных теоретических
исследований в области физической газовой динамики;
приобретение навыков компьютерного моделирования при исследованиях
высокотемпературных газодинамических процессов.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП БАКАЛАВРИАТА
Дисциплина _ Физическая газодинамика нестационарных воздействий _ включает в
себя разделы, которые могут быть отнесены к вариативным части цикла _Б.3_ кода
УЦ ООП.
Дисциплина Физическая газодинамика нестационарных воздействий базируется
на базовой и вариативной частях кода УЦ ООП Б.2 (математический
естественнонаучный блок) по дисциплинам «Высшая математика» (математический
анализ, высшая алгебра, дифференциальные уравнения и методы математической
физики), блока «Общая физика» и региональной составляющей этого блока и
относится к профессиональному циклу.
3
КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Освоение дисциплины Физическая газодинамика нестационарных воздействий
направлено на формирование следующих общекультурных и общепрофессиональных
интегральных компетенций бакалавра:
а) общекультурные (ОК):
 способность анализировать научные проблемы и физические процессы, использовать на
практике фундаментальные знания, полученные в области естественных и гуманитарных
наук (ОК-1);
 способность осваивать новые проблематику, терминологию, методологию и овладевать
научными знаниями, владеть навыками самостоятельного обучения (ОК-2);
 способность логически точно, аргументировано и ясно формулировать свою точку
зрения, владеть навыками научной и общекультурной дискуссией (ОК-3);
 готовность к творческому взаимодействию с коллегами по работе и научным
коллективом, способность и умение выстраивать межличностное взаимодействие,
соблюдая уважение к товарищам и проявляя терпимость к иным точкам зрения (ОК-4);
б) профессиональные (ПК):
 способность применять в своей профессиональной деятельности знания, полученные в
области физических и математических дисциплин, включая дисциплины: общая физика,
теоретическая физика, термодинамика, гидродинамика, высшая математика (ПК-1);
 способность применять различные методы физических исследований в избранной
предметной области: статистические методы обработки экспериментальных данных,
вычислительные методы, методы математического и компьютерного моделирования
объектов и процессов (ПК-2);
 способность понимать сущность задач, поставленных в ходе профессиональной
деятельности, использовать соответствующий физико-математический аппарат для их
описания и решения (ПК-3);
 способность использовать знания в области физических и математических дисциплин
для дальнейшего освоения дисциплин в соответствии с профилем подготовки (ПК-4);
 способность работать с современным программным обеспечением, в избранной области
(ПК-5);
 способность представлять результаты собственной деятельности с использованием
современных средств, ориентируясь на потребности аудитории, в том числе в форме
отчетов, презентаций, докладов (ПК-6);
 готовность работать с исследовательским оборудованием, приборами и установками в
избранной предметной области (ПК-7);
 способностью применять теорию и методы математики, физики и информатикидля
построения качественных и количественных моделей (ПК-8);
 способностью работать в коллективе исполнителей над решением конкретны
исследовательских задач и (или) инновационных задач, готовность к реализации
проектов исследовательской и инновационной направленности в команде исполнителей
(ПК-9).
3. КОНКРЕТНЫЕ ЗНАНИЯ, УМЕНИЯ И НАВЫКИ,
РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
ФОРМИРУЕМЫЕ
В
В результате освоения дисциплины «Физическая газодинамика нестационарных
воздействий» обучающийся должен:
1. Знать:
 фундаментальные понятия, законы, теории классической и современной физики;
 порядки численных величин, характерные для различных разделов физики;
4
 современные проблемы физики, химии, математики;
 теоретические модели фундаментальных процессов и явлений в физике и ее
приложениях;
 постановку проблем физико-химического моделирования;
 методы компьютерного моделирования;
2. Уметь:
 абстрагироваться от несущественного при моделировании реальных физических
ситуаций;
 пользоваться своими знаниями для решения фундаментальных и прикладных задач и
технологических задач;
 делать правильные выводы из сопоставления результатов теории и эксперимента;
 производить численные оценки по порядку величины;
 делать качественные выводы при переходе к предельным условиям в изучаемых
проблемах;
 видеть в технических задачах физическое содержание;
 осваивать новые предметные области, теоретические подходы и экспериментальные
методики;
 получать наилучшие значения измеряемых величин и правильно оценить степень их
достоверности;
 работать на современном, в том числе и уникальном экспериментальном оборудовании;
 эффективно использовать информационные технологии и компьютерную технику для
достижения необходимых теоретических и прикладных результатов.
3. Владеть:
 навыками освоения большого объема информации;
 навыками самостоятельной работы в лаборатории и Интернете;
 культурой постановки и моделирования физических задач;
 навыками грамотного сопоставления теоретических результатов с экспериментальными
данными;
 практикой исследования и решения теоретических и прикладных задач;
 навыками теоретического анализа реальных задач, связанных с пожаро взрывобезопасностью АЭС и других энергопроизводящих предприятий, инерционным
термоядерным синтезом, оптимизацией сжигания газообразных горючих смесей в
перспективных двигателях.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Структура дисциплины
Перечень разделов дисциплины и распределение времени по темам
№ темы и название
1. Обоснование приближения механики сплошных сред
и область применения газодинамического описания
среды.
2. Математическая модель и основные теоремы
идеальной жидкости.
3. Модель вязкой жидкости, фундаментальные
свойства вязких течений.
4.Методы подобия и размерности в газовой динамике.
Количество часов
2
8
10
6
5. Неустойчивости газодинамических течений.
12
6. Акустические и ударно – волновые процессы в
газовых средах
16
5
7. Автомодельные течения
6
8. Элементарная теория пограничного слоя.
6
9. Ламинарные и турбулентные течения,
математические модели турбулентности.
10. Интенсивные импульсные воздействия в
конденсированных и газовых средах.
11. Газодинамика горения.
10
12. Динамика релаксирующих сред.
4
ВСЕГО (зач. ед.(часов))
ВИД ЗАНЯТИЙ
ЛЕКЦИИ:
№
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
10
100 (3 зач.ед.)
Темы
п.п.
1
10
Трудоёмкость в зач. ед.
(количество часов)
Обоснование приближения механики сплошных
сред и область применения газодинамического
описания среды.
Получение
уравнений газодинамики
идеальной жидкости в приближении
сплошной среды. Связь с кинетическим
описанием газообразных сред.
Основные
соотношения
и
теоремы
газодинамики идеальной жидкости.
Модель вязкой жидкости, фундаментальные
свойства вязких течений. Уравнение
Бюргерса.
Методы подобия и размерности в газовой
динамике.
Неустойчивости газодинамических
течений. Неустойчивости Релея – Тейлора и
Гельмгольца.
Неустойчивость Дьякова, гофрировочная
неустойчивость.
Неустойчивость Беннара – Релея.
2
Эволюция слабых возмущений.
Акустические волны.
Образование ударных волн и законы
сохранения на газодинамических разрывах.
Динамика ударных волн в газах и их
взаимодействие с преградами.
Автомодельные переменные. Задача о
точечном взрыве.
Элементарная теория пограничного слоя.
2
Возникновение и природа турбулентности.
Переход к хаосу в газообразных средах.
Модели турбулентных сред.
4
2
2
6
2
2
2
2
2
6
4
4
4
6
8
18
Интенсивные импульсные воздействия в
конденсированных и газовых средах.
Ионизация и излучение.
Газодинамика горения. Неустойчивость
Дарье - Ландау.
Детонация. Переход горения в детонацию.
19
Динамика релаксирующих сред.
4
16
17
ВСЕГО ( зач. ед.(часов))
НЕТ
ВИДЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
№ п.п.
Темы
2
3
- изучение теоретического курса –
выполняется самостоятельно каждым
студентом по итогам каждой из лекций,
результаты контролируются
преподавателем на лекционных занятиях,
используются конспект (электронный)
лекций, учебники, рекомендуемые данной
программой, методические пособия.
- решение задач по заданию
преподавателя– решаются задачи,
выданные преподавателем по итогам
лекционных занятий и сдаются в конце
семестра, используются конспект
(электронный) лекций, учебники,
рекомендуемые данной программой, а
также сборники задач, включая
электронные, учебно-методические
пособия.
Подготовка к
дифференцированному зачету и экзамену
ВСЕГО ( зач. ед.(часов))
Содержание дисциплины
№
Название
Разделы и
п/п модулей
темы
лекционных
занятий
1
I
Математическ
ое описание
газодинамичес
ких процессов
Обоснование
применимости
приближения
механики
сплошных
сред. Условия
применимости
газодинамичес
4
66 час (2 зач.ед.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ:
1
4
Содержание
Исторический обзор развития
механики сплошных сред.
Условия перехода от
кинетического к
гидродинамическому
описанию среды. Достижения
и ограничения классической
газодинамической теории.
Трудоёмкость в зач. Ед.
(количество часов)
20 час.
14час.
1 зач.ед.
34час.+ 1 зач.ед.
Объем
Аудиторная
Самостоятел
работа
ьная работа
(зачетные
(зачетные
единицы/часы) единицы/час
ы)
2
0
7
2
кого описания
течений
газообразных
сред.
Математическа
я модель и
основные
теоремы
идеальной
жидкости.
3
Модели и
фундаменталь
ные свойства
вязкой
жидкости.
4
Динамика
релаксирующ
их сред.
Круг задач успешно решаемых
с помощью газодинамического
описания среды.
Вывод уравнений
газодинамики идеальной
жидкости в приближении
сплошной среды. Связь с
кинетическим описанием
газообразных сред.
Адиабатические процессы и
уравнение переноса энтропии.
Различные формы уравнений
переноса импульса и энергии
газовых сред.
Характеристическое уравнение
динамики идеальной
жидкости. Характеристики.
Введение функции энтальпии
для описания переноса
импульса и энергии.
Условия отсутствия
конвекции. Соотношение
Бернулли. Теорема Томсона о
сохранении циркуляции
скорости. Потенциальные
течения. Связь скорости и
давления в потенциальных
течениях. Свойства движения
несжимаемой жидкости.
Тензор вязких напряжений.
Перенос импульса и энергии в
вязкой среде. Вывод
уравнений Навье - Стокса
динамики вязкой жидкости.
Уравнения Навье – Стокса в
криволинейных координатах.
Число Рейнольдса. Точные
решения уравнений движений
вязкой жидкости. Течение по
трубе. Формулы Пуазейля и
Куэтта. Приближённое
уравнение Бюргерса динамики
вязкой жидкости.
Дисперсионное соотношение
динамики вязкой жидкости.
Диссипация импульса и
энергии течений в вязкой
среде.
Уравнение динамики
релаксирующих газообразных
сред. Уравнение Кортвега –деВриза. Солитонные решения.
4
4
6
4
4
0
8
5
Методы
подобия и
размерности
в газовой
динамке.
6
Неустойчивост
и
газодинамичес
ких течений.
7
Акустические
и ударные
волны в газах.
8
Автомодельны
е задачи
газовой
динамики.
Структура функциональных
связей между физическими
величинами. Пи – теорема.
Параметры, определяющие
класс явлений. Применение
метода размерностей для
определения функциональных
зависимостей, описывающих
развитие процессов.
Линеаризованные уравнения
газовой динамики. Эволюция
слабых возмущений.
Неустойчивости
газодинамических течений.
Неустойчивости Релея –
Тейлора и Гельмгольца.
Неустойчивость Дьякова,
гофрировочная
неустойчивость.
Неустойчивость Беннара –
Релея.
Звуковые волны. Энергия и
импульс звуковых волн.
Геометрическая акустика.
Распространение звука.
Поглощение звука. Задача
Римана о формировании волн
сжатия в сжимаемой
жидкости. Скачки уплотнения.
Поверхности разрыва в
газодинамических течениях.
Конус Маха. Законы
сохранения на
газодинамических разрывах.
Ударная адиабата. Ударные
волны в газах. Структура
ударной волны в газовых
средах. Ударные волны слабой
интенсивности. Косые
ударные волны.
Взаимодействие ударных волн
с простейшими преградами.
Автомодельные переменные.
Автомодельные зависимости.
Пространственные
автомодельные движения
сплошных сред. Одномерное
неустановившееся движение
газа. Задача о сильном взрыве.
Модель точечного взрыва.
Точечный взрыв в среде с
противодавлением.
2
4
6
4
10
6
4
2
9
9
Элементарная
теория
пограничного
слоя.
10
Турбулентные
течения.
11
II
Высокотемпер
атурные
газодинамичес
кие процессы.
Газодинамика
интенсивных
импульсных
воздействий.
Ламинарный пограничный
слой. Система уравнений
Прандтля. Решение уравнений
Прандтля в безразмерных
переменных. Обтекание
полубесконечной пластины.
Логарифмический закон
распределения скоростей в
пограничном слое. Структура
пограничных слоёв при
обтекании тел вращения.
Эволюция вихревых структур.
Неустойчивость
тангенциальных разрывов.
Турбулентность как
хаотический процесс.
Основные представления
хаотической динамики.
Бифуркации, странные
аттракторы, фрактальные
структуры. Синхронизация
мод. Пути перехода к хаосу.
Переход к турбулентности по
Рюэлю. Развитая
турбулентность. Закон
Колмогорова – Обухова.
Инженерные модели
турбулентности.
Представление Рейнольдса и
представление Прандтля.
Алгебраическая модель, К – ε
модель. Турбулентность как
ансамбль вихревых структур.
Газодинамическое описание
высокотемпературных сред с
учётом теплопроводности,
испускания, поглощения и
переноса излучения,
ионизации, различия
электронной и ионной
температур, электронно –
ионной релаксации.
Многогрупповое
приближение расчёта переноса
излучения. Нелинейная
теплопроводность.
Ограничение тепловых
потоков. Лазерный
термоядерный синтез.
Критерий Лоусена.
Гидродинамика лазерной
плазмы. Гидродинамическое
описание сжатия
8
4
2
8
2
2
10
Газодинамика
горения.
12
термоядерных мишеней.
Автомодельное решение
идеального сжатия оболочек.
Неустойчивости сжимаемых
оболочек.
Задача о тепловом взрыве.
Математическое описание
химических реакций. Теория
горения Зельдовича-ФранкКаменецкого. Воспламенение
газообразной горючей смеси.
Неустойчивости горения Дарье
– Ландау и диффузионная.
Горение в трубах и открытом
пространстве. Детонация.
Точка Чепмена – Жуге.
Переход горения в детонацию.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
№
Вид занятия
Форма проведения занятий
п/п
1
2
3
4
лекция
изложение теоретического
материала
лекция
изложение теоретического
материала с помощью
презентаций
решение задач по заданию
лекция
преподавателя– решаются
задачи, выданные
преподавателем по итогам
лекционных занятий и сдаются в
конце семестра, используются
конспект (электронный) лекций,
учебники, рекомендуемые
данной программой, а также
учебно-методические пособия
самостоятельная подготовка к экзамену и зачету
работа студента с оценкой
8
2
Цель
получение теоретических знаний
по дисциплине
повышение степени понимания
материала
осознание связей между теорией
и практикой, а также
взаимозависимостей разных
дисциплин
повышение степени понимания
материала
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
И
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Контрольно-измерительные материалы
1)
Комплект компьютерных заданий по изучению аналитических методов и
методов математического моделирования газодинамических процессов;
2)
Перечень контрольных вопросов для сдачи дифференцированного зачета
в 7-ом семестре.
1.
Условия применимости приближения механики сплошных сред.
2.
Необходимые условия перехода от кинетического к газодинамическому описанию
динамики газов.
11
6.
3.
Вывод уравнений динамики идеальных газов в интегральной форме. Уравнение
неразрывности. Уравнения Эйлера (Уравнения переноса импульса). Уравнение переноса
энергии.
4.
Вывод уравнений динамики идеальных газов в дифференциальной форме.
Уравнение неразрывности. Уравнения Эйлера. Уравнение переноса энергии.
5.
Различные представления уравнения неразрывности. Уравнение несжимаемости.
Запись уравнения переноса импульса через функцию спиральности.
Функции энтальпии для описания переноса импульса и энергии.
7.
Динамика газов в гравитационном поле. Условия отсутствия конвекции.
8.
Стационарное движение газа. Вывод уравнения Бернули.
9.
Сохранение циркуляции скорости. Теорема Томсона.
10. Потенциальные течения. Потенциал скорости. Потенциальные течения
несжимаемой жидкости. Потенциальные течения на плоскости. Функция тока.
Определить потенциальные течения газа вокруг шара и вокруг бесконечного цилиндра.
11. Характеристическое уравнение газовой динамики. Характеристики.
Распространение конечных возмущений вдоль характеристик. Опрокидывание волны в
идеальной жидкости.
12. Задача Римана. Нелинейная эволюция волны. Число Маха. Рождение второй
гармоники.
13. Определение тензора вязких напряжений. Вывод уравнения Навье – Стокса
динамики вязкой жидкости. Запись уравнения Навье – Стокса в криволинейных
координатах. Уравнение переноса энергии в вязкой жидкости. Вторая вязкость.
14. Закон подобия для вязкой жидкости. Число Рейнольдса. Формула Стокса для силы
сопротивления шара в вязкой среде. Течение вязкого газа в трубах. Течения Пуазейля и
Куэтта.
15. Вывод уравнения Бюргерса и его решение. Диссипация импульса и энергии в
вязкой жидкости. Дисперсионное уравнение динамики вязкой жидкости.
16. Вывод
уравнения Кортвега-де-Вриза динамики релаксирующих газов.
Дисперсионное соотношение для уравнения Кортвега-де-Вриза. Решение уравнения
Кортвега-де-Вриза для случаев слабой и сильной нелинейности. Солитонные решения и
их свойства.
17. Структура функциональных связей между физическими величинами. Применение
метода размерностей для определения функциональных зависимостей, описывающих
развитие процессов.
18.
Пи – теорема. Параметры, определяющие класс явлений. Простейшие примеры
применения теории размерностей: Истечение жидкости через отверстие. Движение
жидкости в трубах.
19. Линеаризованные уравнения газовой динамики. Эволюция слабых возмущений в
изоэнтропийных и изобарических потоках.
20. Неустойчивости Релея – Тейлора и Гельмгольца. Дисперсионное соотношение.
Инкремент неустойчивости.
21. Неустойчивость Дьякова, гофрировочная неустойчивость. Дисперсионное
соотношение. Инкремент неустойчивости.
22. Неустойчивость Беннара – Релея. Критерий перехода от ламинарной конвекции к
турбулентной.
23. Волновое уравнение. Звуковые волны. Энергия и импульс звуковых волн.
Выражение для скорости звука. Геометрическая акустика.
24. Сферические акустические волны. Излучение звука. Излучение звука. Излучение
звука шаром.
25. Распространение звука по трубе. Рассеяние звука. Поглощение звука.
26.
Законы сохранения на поверхности разрыва. Ударная волна. Ударная адиабата
Гюгонио. Ударная волна в идеальном газе.
12
Ударные волны слабой интенсивности. Косые ударные волны. Взаимодействие
ударных волн с простейшими преградами.
28. Ударные волны слабой интенсивности. Структура и ширина ударных волн в газах.
29. Автомодельные переменные. Автомодельные зависимости. Пространственные
автомодельные движения сплошных сред. Одномерное неустановившееся движение
газа.
30. Задача о сильном взрыве. Модель точечного взрыва. Точечный взрыв в среде с
противодавлением.
3)
Перечень контрольных вопросов для сдачи экзамена в 8-ом семестре
1.
Ламинарный пограничный слой. Система уравнений Прандтля. Решение
уравнений Прандтля в безразмерных переменных. Автомобильная переменная в
уравнениях Прандтля. Обтекание полубесконечной пластины.
2.
Логарифмический закон распределения скоростей в пограничном слое.
Структура пограничных слоёв при обтекании тел вращения.
3.
Турбулентность как хаотический процесс. Основные представления
хаотической динамики. Бифуркации, странные аттракторы, фрактальные структуры.
4.
Пути перехода к хаосу через удвоение периода и через перемежаемость.
Переход к турбулентности по Рюэлю. Синхронизация мод. Турбулентность как ансамбль
вихревых структур.
5.
Развитая турбулентность. Вывод закона Колмогорова – Обухова.
6.
Инженерные модели турбулентности. Представление Рейнольдса и
представление Прандтля. Алгебраическая модель, К – ε модель. Турбулентность как
ансамбль вихревых структур.
7.
Уравнения газодинамики при отсутствии термодинамического равновесия.
Возрастание энтропии. Закон дисперсии в неравновесной среде.
8.
Газодинамическое описание высокотемпературных сред с учётом
теплопроводности, испускания, ионизации, различия электронной и ионной температур,
электронно – ионной релаксации.
9.
Эмпирические уравнения состояния плотных высокотемпературных сред.
Упругая и тепловая составляющие уравнения состояния. Коэффициент Грюнайзена.
10.
Уравнение переноса излучения. Диффузионное приближение переноса
излучения. Приближение «вперёд – назад».
11.
Приближение лучистой теплопроводности. Сравнение диффузионного
приближения и приближения лучистой теплопроводности.
12.
Многогрупповое приближение переноса излучения. Нелинейный и линейный
спектры излучения. Учёт линейных спектров при многогрупповом описании переноса
излучения.
13.
Уравнение высокотемпературной газодинамики с учётом лучистого
теплообмена, энергии и давления излучения.
14.
Зависимость коэффициентов переноса высокотемпературных газовых сред от
термодинамических параметров.
15.
Нелинейная теплопроводность. Закон распространения тепловой волны от
мгновенного источника. Автомодельная задача о распространении тепловой волны.
Ограничение теплового потока.
16.
Лазерный термоядерный синтез. Критерии реализации термоядерного синтеза.
Критерий Лоусона. Гидродинамическое описание лазерной плазмы.
17.
Процессы переноса энергии в лазерной плазме. Описание взаимодействие
лазерного излучения с плазмой при газодинамическом описании.
18.
Гидродинамическое описание сжатия термоядерных мишеней. Автомодельное
решение идеального сжатия оболочек.
19.
Неустойчивости сжимаемых оболочек. Неустойчивость Релея – Тейлора и
Дарье – Ландау.
20.
Теория теплового взрыв Франк-Каменецкого.
27.
13
21.
Основные понятия химической кинетики экзотермических реакций горении
газов. Скорость и порядок реакций. Цепные реакции. Зависимость скоростей реакций от
температуры и давления. Формула Аррениуса для расчёта скорости реакции. Время
индукции химической реакции.
22.
Зажигание газообразной горючей смеси. Самовоспламенение. Нижний предел
воспламенения. Искровое зажигания.
23.
Модель Зельдовича – Франк-Каменецкого распространения пламени.
Ламинарное пламя перемешанных и неперемешанных горючих смесей.
24.
Неустойчивость пламени. Неустойчивости горения Дарье – Ландау и
диффузионная.
25.
Турбулентное горение. Скорость распространения турбулентного пламени.
26.
Распространение пламени в трубах и открытом пространстве.
27.
Детонация. Точка Чепмена – Жуге. Критерий Харитона. Детонационные
ячейки. Спиновая детонация. Переход горения в детонацию.
28.
Физические методы исследования нестационарных газодинамических
процессов. Элементарная теория ударных труб.
29.
Компьютерное моделирование интенсивных импульсных процессов в
высокотемпературных газах и плазме.
30.
Компьютерное моделирование горения и детонации горючих газовых смесей.
7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Необходимое оборудование для лекций и практических занятий: компьютер и
мультимедийное оборудование (проектор, звуковая система)
Необходимое программное обеспечение: программы управления NTEGRA и NanoScan,
программные продукты gwyddion.net, SPIP c, imagemet.com.
Обеспечение самостоятельной работы: персональный компьютер, программное
обеспечение, включающее среду программирования Visual Fortran (на базе стандарта Fortran
90), графический пакет Tecplot, пакет стандартных программ Slatec.
8. НАИМЕНОВАНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ТЕМ КУРСОВЫХ РАБОТ –УЧЕБНЫМ ПЛАНОМ
НЕ ПРЕДУСМОТРЕНЫ
9. ТЕМАТИКА И ФОРМЫ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ –УЧЕБНЫМ ПЛАНОМ НЕ
ПРЕДУСМОТРЕНЫ
10. ТЕМАТИКА ИТОГОВЫХ РАБОТ –УЧЕБНЫМ ПЛАНОМ НЕ ПРЕДУСМОТРЕНЫ
11. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
И
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература.
1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Гидродинамика. - М.: Наука. Физматлит, 2001.
2. Карпман В.Н., Нелинейные волны в диспергирующих средах. – М.: Наука,1973.
3. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. – М.: Физматлит,1999.
4. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П., Физика ударных волн и высокотемпературных
гидродинамических явлений. – М.: Наука, 1966.
5. Бракнер К., Джорна С., Управляемый лазерный синтез. - М.: Мир,1977.
6. Варнатц Ю., Маас Х., Дибба Р., Горение. – Физматлит,2003.
7. Баум Ф.С., Станюкович К.П.,Шехтер, Физика взрыва, изд.3. – М.:
Физматлит,2004.
Дополнительная литература.
1. Лойцанский Л.Г., Механика жидкости и газа. – М.: Наука, 1970.
2. Черняк В.Г., Суетин П.Е., Механика сплошных сред. – М.: Физматлит,2006.
3. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М., Математическая
теория горения и взрыва. – М.: Наука,1980.
Пособия и методические указания.
1. Иевлев В.М., Сон Э.Е. //Учебно-методическое пособие «Турбулентность газов, жидкостей и
плазмы» Изд. МФТИ (ГУ) 1982..
14
Программу составил
М.Ф. Иванов, профессор, д.ф.–м.н.
«_____»_________2012 г.